Si të projektohet modeli i ekstrudimit të radiatorit të lulediellit për profilin e aluminit?

1. Analiza e karakteristikave strukturore të seksioneve të profileve të aluminit

Figura 1 tregon prerjen tërthore të një profili tipik alumini për radiator luledielli. Sipërfaqja e prerjes tërthore të profilit është 7773.5 mm², me një total prej 40 dhëmbësh për shpërndarjen e nxehtësisë. Madhësia maksimale e hapjes së varjes së formuar midis dhëmbëve është 4.46 mm. Pas llogaritjes, raporti i gjuhëzës midis dhëmbëve është 15.7. Në të njëjtën kohë, në qendër të profilit ekziston një sipërfaqe e madhe e ngurtë, me një sipërfaqe prej 3846.5 mm².

Duke gjykuar nga karakteristikat e formës së profilit, hapësira midis dhëmbëve mund të konsiderohet si profile gjysmë të zbrazëta, dhe profili i radiatorit është i përbërë nga profile të shumëfishta gjysmë të zbrazëta. Prandaj, gjatë projektimit të strukturës së mykut, çelësi është të merret në konsideratë se si të sigurohet forca e mykut. Megjithëse për profilet gjysmë të zbrazëta, industria ka zhvilluar një sërë strukturash të pjekura myku, të tilla si "myk ndarës i mbuluar", "myk ndarës i prerë", "myk ndarës me urë varëse", etj. Megjithatë, këto struktura nuk janë të zbatueshme për produktet e përbëra nga profile të shumëfishta gjysmë të zbrazëta. Projektimi tradicional merr në konsideratë vetëm materialet, por në formimin me ekstrudim, ndikimi më i madh në forcë është forca e ekstrudimit gjatë procesit të ekstrudimit, dhe procesi i formimit të metalit është faktori kryesor që gjeneron forcën e ekstrudimit.

Për shkak të zonës së madhe qendrore të ngurtë të profilit të radiatorit diellor, është shumë e lehtë të shkaktohet që shpejtësia e përgjithshme e rrjedhjes në këtë zonë të jetë shumë e shpejtë gjatë procesit të nxjerrjes, dhe stresi shtesë në tërheqje do të gjenerohet në kokën e tubit të pezullimit ndërdhëmbësh, duke rezultuar në thyerjen e tubit të pezullimit ndërdhëmbësh. Prandaj, në projektimin e strukturës së mykut, duhet të përqendrohemi në rregullimin e shpejtësisë së rrjedhjes së metalit dhe shpejtësisë së rrjedhjes për të arritur qëllimin e uljes së presionit të nxjerrjes dhe përmirësimin e gjendjes së stresit të tubit të pezulluar midis dhëmbëve, në mënyrë që të përmirësohet forca e mykut.

2. Përzgjedhja e strukturës së mykut dhe kapacitetit të presës së nxjerrjes

2.1 Forma e strukturës së mykut

Për profilin e radiatorit të lulediellit të treguar në Figurën 1, megjithëse nuk ka një pjesë të zbrazët, ai duhet të përdorë strukturën e ndarë të formës siç tregohet në Figurën 2. Ndryshe nga struktura tradicionale e formës shunt, dhoma e stacionit të saldimit metalik vendoset në formën e sipërme, dhe një strukturë futëse përdoret në formën e poshtme. Qëllimi është të ulen kostot e formës dhe të shkurtohet cikli i prodhimit të formës. Setet e formës së sipërme dhe të poshtme janë universale dhe mund të ripërdoren. Më e rëndësishmja, blloqet e vrimave të matricës mund të përpunohen në mënyrë të pavarur, gjë që mund të sigurojë më mirë saktësinë e rripit të punës së vrimave të matricës. Vrima e brendshme e formës së poshtme është projektuar si një shkallë. Pjesa e sipërme dhe blloku i vrimave të formës përdorin përshtatje të hapësirës, ​​dhe vlera e boshllëkut në të dyja anët është 0.06~0.1m; pjesa e poshtme përdor përshtatje të ndërhyrjes, dhe sasia e ndërhyrjes në të dyja anët është 0.02~0.04m, gjë që ndihmon në sigurimin e koaksialitetit dhe lehtëson montimin, duke e bërë përshtatjen e inlay më kompakte, dhe në të njëjtën kohë, mund të shmangë deformimin e formës të shkaktuar nga përshtatja e ndërhyrjes së instalimit termik.

2.2 Përzgjedhja e kapacitetit të ekstruderit

Përzgjedhja e kapacitetit të ekstruderit është, nga njëra anë, për të përcaktuar diametrin e brendshëm të përshtatshëm të fuçisë së ekstrudimit dhe presionin specifik maksimal të ekstruderit në seksionin e fuçisë së ekstrudimit për të përmbushur presionin gjatë formimit të metalit. Nga ana tjetër, është për të përcaktuar raportin e përshtatshëm të ekstrudimit dhe për të zgjedhur specifikimet e duhura të madhësisë së mykut bazuar në kosto. Për profilin e aluminit të radiatorit të lulediellit, raporti i ekstrudimit nuk mund të jetë shumë i madh. Arsyeja kryesore është se forca e ekstrudimit është proporcionale me raportin e ekstrudimit. Sa më i madh të jetë raporti i ekstrudimit, aq më e madhe është forca e ekstrudimit. Kjo është jashtëzakonisht e dëmshme për mykun e profilit të aluminit të radiatorit të lulediellit.

Përvoja tregon se raporti i ekstrudimit të profileve të aluminit për radiatorët e lulediellit është më pak se 25. Për profilin e treguar në Figurën 1, u zgjodh një ekstruder 20.0 MN me një diametër të brendshëm të fuçisë së ekstrudimit prej 208 mm. Pas llogaritjes, presioni specifik maksimal i ekstruderit është 589MPa, që është një vlerë më e përshtatshme. Nëse presioni specifik është shumë i lartë, presioni në myk do të jetë i madh, gjë që është e dëmshme për jetëgjatësinë e mykut; nëse presioni specifik është shumë i ulët, ai nuk mund të përmbushë kërkesat e formimit me ekstrudim. Përvoja tregon se një presion specifik në rangun prej 550~750 MPa mund të përmbushë më mirë kërkesat e ndryshme të procesit. Pas llogaritjes, koeficienti i ekstrudimit është 4.37. Specifikimi i madhësisë së mykut zgjidhet si 350 mmx200 mm (diametri i jashtëm x gradë).

3. Përcaktimi i parametrave strukturorë të mykut

3.1 Parametrat strukturorë të sipërm të mykut

(1) Numri dhe rregullimi i vrimave të devijuesit. Për formën shunt të profilit të radiatorit të lulediellit, sa më shumë të jetë numri i vrimave shunt, aq më mirë. Për profilet me forma rrethore të ngjashme, në përgjithësi zgjidhen 3 deri në 4 vrima tradicionale shunt. Rezultati është se gjerësia e urës shunt është më e madhe. Në përgjithësi, kur është më e madhe se 20 mm, numri i saldimeve është më i vogël. Megjithatë, kur zgjidhet rripi i punës i vrimës së matrices, rripi i punës i vrimës së matrices në fund të urës shunt duhet të jetë më i shkurtër. Me kusht që të mos ketë një metodë të saktë llogaritjeje për zgjedhjen e rripit të punës, kjo natyrshëm do të bëjë që vrima e matrices nën urë dhe pjesët e tjera të mos arrijnë saktësisht të njëjtën shpejtësi rrjedhjeje gjatë nxjerrjes për shkak të ndryshimit në rripin e punës. Ky ndryshim në shpejtësinë e rrjedhjes do të prodhojë stres shtesë në tërheqje në konzol dhe do të shkaktojë devijim të dhëmbëve të shpërndarjes së nxehtësisë. Prandaj, për formën e nxjerrjes së radiatorit të lulediellit me një numër të dendur dhëmbësh, është shumë e rëndësishme të sigurohet që shpejtësia e rrjedhjes së secilit dhëmb të jetë e qëndrueshme. Ndërsa numri i vrimave të shunt-it rritet, numri i urave të shunt-it do të rritet në përputhje me rrethanat, dhe shpejtësia e rrjedhjes dhe shpërndarja e rrjedhjes së metalit do të bëhet më e njëtrajtshme. Kjo ndodh sepse, ndërsa numri i urave të shunt-it rritet, gjerësia e urave të shunt-it mund të zvogëlohet në përputhje me rrethanat.

Të dhënat praktike tregojnë se numri i vrimave të devijimit është përgjithësisht 6 ose 8, ose edhe më shumë. Sigurisht, për disa profile të mëdha të shpërndarjes së nxehtësisë së lulediellit, forma e sipërme mund të rregullojë edhe vrimat e devijimit sipas parimit të gjerësisë së urës së devijimit ≤ 14 mm. Dallimi është se duhet të shtohet një pllakë ndarëse e përparme për të para-shpërndarë dhe rregulluar rrjedhën e metalit. Numri dhe rregullimi i vrimave të devijimit në pllakën e devijimit të përparmë mund të kryhet në një mënyrë tradicionale.

Përveç kësaj, gjatë rregullimit të vrimave të shunt-it, duhet të merret në konsideratë përdorimi i formës së sipërme për të mbrojtur në mënyrë të përshtatshme kokën e kantileverit të dhëmbit të shpërndarjes së nxehtësisë për të parandaluar që metali të godasë drejtpërdrejt kokën e tubit kantilever dhe kështu të përmirësojë gjendjen e stresit të tubit kantilever. Pjesa e bllokuar e kokës së kantileverit midis dhëmbëve mund të jetë 1/5~1/4 e gjatësisë së tubit kantilever. Paraqitja e vrimave të shunt-it tregohet në Figurën 3.

(2) Marrëdhënia e sipërfaqes së vrimës së shunt-it. Meqenëse trashësia e murit të rrënjës së dhëmbit të nxehtë është e vogël dhe lartësia është larg qendrës, dhe zona fizike është shumë e ndryshme nga qendra, është pjesa më e vështirë për të formuar metalin. Prandaj, një pikë kyçe në projektimin e formës së profilit të radiatorit të lulediellit është që shkalla e rrjedhjes së pjesës qendrore të ngurtë të jetë sa më e ngadaltë të jetë e mundur për të siguruar që metali të mbushë së pari rrënjën e dhëmbit. Për të arritur një efekt të tillë, nga njëra anë, është zgjedhja e rripit të punës, dhe më e rëndësishmja, përcaktimi i sipërfaqes së vrimës së devijuesit, kryesisht sipërfaqja e pjesës qendrore që korrespondon me vrimën e devijuesit. Testet dhe vlerat empirike tregojnë se efekti më i mirë arrihet kur sipërfaqja e vrimës qendrore të devijuesit S1 dhe sipërfaqja e vrimës së vetme të devijuesit të jashtëm S2 plotësojnë marrëdhënien e mëposhtme: S1= (0.52 ~0.72) S2

Përveç kësaj, kanali efektiv i rrjedhës së metalit të vrimës qendrore të ndarësit duhet të jetë 20~25 mm më i gjatë se kanali efektiv i rrjedhës së metalit të vrimës së jashtme të ndarësit. Kjo gjatësi merr parasysh gjithashtu kufirin dhe mundësinë e riparimit të mykut.

(3) Thellësia e dhomës së saldimit. Matrica e ekstrudimit të profilit të radiatorit Luledielli është e ndryshme nga matrica tradicionale shunt. E gjithë dhoma e saj e saldimit duhet të jetë e vendosur në matricën e sipërme. Kjo është për të siguruar saktësinë e përpunimit të bllokut të vrimave të matrices së poshtme, veçanërisht saktësinë e rripit të punës. Krahasuar me formën tradicionale shunt, thellësia e dhomës së saldimit të formës shunt të profilit të radiatorit Luledielli duhet të rritet. Sa më i madh të jetë kapaciteti i makinës së ekstrudimit, aq më e madhe është rritja e thellësisë së dhomës së saldimit, e cila është 15~25 mm. Për shembull, nëse përdoret një makinë ekstrudimi 20 MN, thellësia e dhomës së saldimit të matrices tradicionale shunt është 20~22 mm, ndërsa thellësia e dhomës së saldimit të matrices shunt të profilit të radiatorit Luledielli duhet të jetë 35~40 mm. Avantazhi i kësaj është se metali është i salduar plotësisht dhe stresi në tubin e varur zvogëlohet shumë. Struktura e dhomës së saldimit të formës së sipërme është treguar në Figurën 4.

3.2 Projektimi i futjes së vrimës së matrices

Dizajni i bllokut të vrimës së matricës përfshin kryesisht madhësinë e vrimës së matricës, rripin e punës, diametrin e jashtëm dhe trashësinë e bllokut të pasqyrës, etj.

(1) Përcaktimi i madhësisë së vrimës së matrices. Madhësia e vrimës së matrices mund të përcaktohet në një mënyrë tradicionale, kryesisht duke marrë parasysh shkallëzimin e përpunimit termik të aliazhit.

(2) Përzgjedhja e rripit të punës. Parimi i përzgjedhjes së rripit të punës është së pari të sigurohet që furnizimi i të gjithë metalit në fund të rrënjës së dhëmbit të jetë i mjaftueshëm, në mënyrë që shpejtësia e rrjedhjes në fund të rrënjës së dhëmbit të jetë më e shpejtë se pjesët e tjera. Prandaj, rripi i punës në fund të rrënjës së dhëmbit duhet të jetë më i shkurtër, me një vlerë prej 0.3~0.6 mm, dhe rripi i punës në pjesët ngjitur duhet të rritet me 0.3 mm. Parimi është të rritet me 0.4~0.5 çdo 10~15 mm drejt qendrës; së dyti, rripi i punës në pjesën më të madhe të ngurtë të qendrës nuk duhet të kalojë 7 mm. Përndryshe, nëse ndryshimi i gjatësisë së rripit të punës është shumë i madh, do të ndodhin gabime të mëdha në përpunimin e elektrodave të bakrit dhe përpunimin EDM të rripit të punës. Ky gabim mund të shkaktojë lehtësisht thyerjen e devijimit të dhëmbit gjatë procesit të nxjerrjes. Rripi i punës tregohet në Figurën 5.

 

(3) Diametri i jashtëm dhe trashësia e futjes. Për format tradicionale të shunt-it, trashësia e futjes së vrimës së matrices është trashësia e formës së poshtme. Megjithatë, për formën e radiatorit të lulediellit, nëse trashësia efektive e vrimës së matrices është shumë e madhe, profili do të përplaset lehtësisht me formën gjatë nxjerrjes dhe shkarkimit, duke rezultuar në dhëmbë të pabarabartë, gërvishtje ose edhe bllokim të dhëmbëve. Këto do të shkaktojnë thyerjen e dhëmbëve.

Përveç kësaj, nëse trashësia e vrimës së matricës është shumë e gjatë, nga njëra anë, koha e përpunimit është e gjatë gjatë procesit EDM, dhe nga ana tjetër, është e lehtë të shkaktohet devijim nga korrozioni elektrik, dhe është gjithashtu e lehtë të shkaktohet devijim i dhëmbëve gjatë ekstrudimit. Sigurisht, nëse trashësia e vrimës së matricës është shumë e vogël, forca e dhëmbëve nuk mund të garantohet. Prandaj, duke marrë në konsideratë këta dy faktorë, përvoja tregon se shkalla e futjes së vrimës së matricës së formës së poshtme është përgjithësisht 40 deri në 50; dhe diametri i jashtëm i futjes së vrimës së matricës duhet të jetë 25 deri në 30 mm nga buza më e madhe e vrimës së matricës deri në rrethin e jashtëm të futjes.

Për profilin e treguar në Figurën 1, diametri i jashtëm dhe trashësia e bllokut të vrimës së matrices janë përkatësisht 225 mm dhe 50 mm. Futja e vrimës së matrices është treguar në Figurën 6. D në figurë është madhësia aktuale dhe madhësia nominale është 225 mm. Devijimi limit i dimensioneve të saj të jashtme përputhet sipas vrimës së brendshme të formës së poshtme për të siguruar që boshllëku i njëanshëm të jetë brenda intervalit 0.01~0.02 mm. Blloku i vrimës së matrices është treguar në Figurën 6. Madhësia nominale e vrimës së brendshme të bllokut të vrimës së matrices të vendosur në formën e poshtme është 225 mm. Bazuar në madhësinë aktuale të matur, blloku i vrimës së matrices përputhet sipas parimit 0.01~0.02 mm për anë. Diametri i jashtëm i bllokut të vrimës së matrices mund të merret si D, por për lehtësinë e instalimit, diametri i jashtëm i bllokut të pasqyrës së vrimës së matrices mund të reduktohet në mënyrë të përshtatshme brenda intervalit 0.1 m në fundin e furnizimit, siç tregohet në figurë.

4. Teknologjitë kryesore të prodhimit të mykëve

Përpunimi i formës së profilit të radiatorit Sunflower nuk është shumë i ndryshëm nga ai i formave të zakonshme të profilit të aluminit. Dallimi i dukshëm reflektohet kryesisht në përpunimin elektrik.

(1) Për sa i përket prerjes së telit, është e nevojshme të parandalohet deformimi i elektrodës së bakrit. Meqenëse elektroda e bakrit e përdorur për EDM është e rëndë, dhëmbët janë shumë të vegjël, vetë elektroda është e butë, ka ngurtësi të dobët dhe temperatura e lartë lokale e gjeneruar nga prerja e telit bën që elektroda të deformohet lehtësisht gjatë procesit të prerjes së telit. Kur përdoren elektroda bakri të deformuara për të përpunuar rripat e punës dhe thikat e zbrazëta, do të shfaqen dhëmbë të shtrembëruar, të cilët mund të shkaktojnë lehtësisht copëtimin e formës gjatë përpunimit. Prandaj, është e nevojshme të parandalohet deformimi i elektrodave të bakrit gjatë procesit të prodhimit online. Masat kryesore parandaluese janë: para prerjes së telit, niveloni bllokun e bakrit me një shtrat; përdorni një tregues rrotullues për të rregulluar vertikalitetin në fillim; kur prisni telin, filloni së pari nga pjesa e dhëmbit dhe së fundmi prisni pjesën me mur të trashë; Herë pas here, përdorni tela argjendi të mbetur për të mbushur pjesët e prera; pasi të jetë bërë teli, përdorni një makinë teli për të prerë një seksion të shkurtër prej rreth 4 mm përgjatë gjatësisë së elektrodës së bakrit të prerë.

(2) Përpunimi me shkarkim elektrik është padyshim i ndryshëm nga format e zakonshme. EDM është shumë i rëndësishëm në përpunimin e formave të profilit të radiatorëve të lulediellit. Edhe nëse dizajni është perfekt, një defekt i vogël në EDM do të shkaktojë shkatërrimin e të gjithë formës. Përpunimi me shkarkim elektrik nuk varet aq shumë nga pajisjet sa prerja e telit. Varet kryesisht nga aftësitë dhe zotësia operative të operatorit. Përpunimi me shkarkim elektrik i kushton vëmendje kryesisht pesë pikave të mëposhtme:

①Rrymë përpunimi me shkarkim elektrik. Rryma 7~10 A mund të përdoret për përpunimin fillestar EDM për të shkurtuar kohën e përpunimit; Rryma 5~7 A mund të përdoret për përfundimin e përpunimit. Qëllimi i përdorimit të rrymës së vogël është të merret një sipërfaqe e mirë;

② Sigurohuni që sipërfaqja e skajit të formës të jetë e sheshtë dhe vertikaliteti i elektrodës së bakrit. Sheshësia e dobët e sipërfaqes së skajit të formës ose vertikaliteti i pamjaftueshëm i elektrodës së bakrit e bën të vështirë sigurimin që gjatësia e rripit të punës pas përpunimit EDM të jetë në përputhje me gjatësinë e projektuar të rripit të punës. Është e lehtë që procesi EDM të dështojë ose edhe të depërtojë në rripin e dhëmbëzuar të punës. Prandaj, para përpunimit, duhet të përdoret një mulli për të sheshuar të dy skajet e formës për të përmbushur kërkesat e saktësisë, dhe duhet të përdoret një tregues rrotullues për të korrigjuar vertikalitetin e elektrodës së bakrit;

③ Sigurohuni që hapësira midis thikave bosh të jetë e barabartë. Gjatë përpunimit fillestar, kontrolloni nëse mjeti bosh është zhvendosur çdo 0.2 mm çdo 3 deri në 4 mm të përpunimit. Nëse zhvendosja është e madhe, do të jetë e vështirë ta korrigjoni atë me rregullimet pasuese;

④ Hiqni mbetjet e gjeneruara gjatë procesit EDM në kohën e duhur. Korozioni nga shkarkimi i shkëndijave do të prodhojë një sasi të madhe mbetjesh, të cilat duhet të pastrohen me kohë, përndryshe gjatësia e rripit të punës do të jetë e ndryshme për shkak të lartësive të ndryshme të mbetjeve;

⑤ Forma duhet të demagnetizohet para EDM-së.

5. Krahasimi i rezultateve të nxjerrjes

Profili i paraqitur në Figurën 1 u testua duke përdorur formën tradicionale të ndarë dhe skemën e re të projektimit të propozuar në këtë artikull. Krahasimi i rezultateve është paraqitur në Tabelën 1.

Nga rezultatet e krahasimit mund të shihet se struktura e mykut ka një ndikim të madh në jetëgjatësinë e mykut. Mbulesa e projektuar duke përdorur skemën e re ka përparësi të dukshme dhe e përmirëson shumë jetëgjatësinë e mykut.

6. Përfundim

Forma e ekstrudimit të profilit të radiatorit të lulediellit është një lloj forme shumë e vështirë për t'u projektuar dhe prodhuar, dhe projektimi dhe prodhimi i saj janë relativisht komplekse. Prandaj, për të siguruar shkallën e suksesit të ekstrudimit dhe jetëgjatësinë e shërbimit të formës, duhet të arrihen pikat e mëposhtme:

(1) Forma strukturore e formës duhet të zgjidhet në mënyrë të arsyeshme. Struktura e formës duhet të jetë e favorshme për të zvogëluar forcën e nxjerrjes për të zvogëluar stresin në krahun e formës të formuar nga dhëmbët e shpërndarjes së nxehtësisë, duke përmirësuar kështu forcën e formës. Çelësi është të përcaktohet në mënyrë të arsyeshme numri dhe rregullimi i vrimave të shunt-it dhe sipërfaqja e vrimave të shunt-it dhe parametra të tjerë: së pari, gjerësia e urës së shunt-it të formuar midis vrimave të shunt-it nuk duhet të kalojë 16 mm; Së dyti, sipërfaqja e vrimave të ndara duhet të përcaktohet në mënyrë që raporti i ndarjes të arrijë më shumë se 30% të raportit të nxjerrjes sa më shumë që të jetë e mundur, duke siguruar njëkohësisht forcën e formës.

(2) Zgjidhni në mënyrë të arsyeshme rripin e punës dhe merrni masa të arsyeshme gjatë përpunimit elektrik, duke përfshirë teknologjinë e përpunimit të elektrodave të bakrit dhe parametrat standardë elektrikë të përpunimit elektrik. Pika e parë kyçe është që elektroda e bakrit duhet të jetë e lëmuar sipërfaqësisht para prerjes së telit, dhe metoda e futjes duhet të përdoret gjatë prerjes së telit për të siguruar që elektrodat të mos jenë të lirshme ose të deformuara.

(3) Gjatë procesit të përpunimit elektrik, elektroda duhet të jetë e vendosur me saktësi për të shmangur devijimin e dhëmbit. Sigurisht, në bazë të projektimit dhe prodhimit të arsyeshëm, përdorimi i çelikut të përpunimit të nxehtë me cilësi të lartë dhe procesi i trajtimit të nxehtësisë me vakum me tre ose më shumë temperatura mund të maksimizojë potencialin e formës dhe të arrijë rezultate më të mira. Nga projektimi, prodhimi deri te prodhimi me ekstrudim, vetëm nëse çdo lidhje është e saktë mund të sigurohemi që forma e profilit të radiatorit të lulediellit të ekstrudohet.